甘蔗糖蜜酒精废液色素提取及其特性研究

甘蔗糖蜜酒精废液色素提取及其特性研究

吴振强[1]1997年在《甘蔗糖蜜酒精废液色素提取及其特性研究》文中进行了进一步梳理甘蔗糖蜜酒精废液色素是一种待开发的天然棕色素,它主要是来源于原糖蜜中的色素,但与原糖蜜色素又有一定的区别,因此有必要对它进行深入研究,以便为它的提取及应用以及糖蜜酒精废液治理提供足够的理论依据。本研究主要从以下几方面进行: 1.废液中的色素及提纯色素的特性研究 2.微生物培养脱糖研究 3.色素回收工艺研究 4.色素的分子量分布及其成分分析研究 5.色素吸附预处理设备——悬浮微粒沉降离心机的研制 首先通过微生物培养将废液中大部分的糖及其它营养物质消耗转化为菌体,从而使吸附过程中的杂质减少,而所得的菌体可作为饲料蛋白或食品添加剂。筛选出能在废液中良好生长的菌种——灵芝菌,在不需要添加任何其它原料的情况下,菌丝得率达1.1%(w/v),并使废液的残糖从2%(w/v)以上下降到0.5%(w/v)以下,大大有利于色素的吸附回收操作。 色素的分离是采用易于工厂化生产的吸附方法,并对多种离子交换剂及吸附剂进行比较试验,结果显示粉状活性炭对色素的吸附效率最高,色素吸附率近100%。吸附色素后的活性炭可用碱液、甲醇液、乙醇液、丙酮液及碱性丙酮液等进行洗脱,其中丙酮液的洗脱效率较好并有利于色素液的精制,洗脱率达99.5%。活性炭在洗脱色素的同时得到再生,洗脱液通过蒸馏可以回收丙酮循环使用,而色素液又得到浓缩。 研究发现,该色素耐温、耐光照、耐氧化,难于被微生物分解,长时间放置不退色,在不同酸碱度下,其色度有一定改变,但色调保持不变,始终为棕色。 色素的分析是采用凝胶渗透色谱(GPC)的方法测定其分子量分布、光谱分析测定其物质的吸光性、原子吸收光谱法测定铁含量以估计含铁色素的量、高压液相色谱方法测定氨基酸含量以估算美拉德(Maillard)色素含量、溶剂析出方法确定醇溶色素含量等。结果表明:酒精废液色素是由焦糖色素、美拉德色素及酚类色素等组成,其比例分别为67.7%、12.3%和20%;

陈奔[2]2014年在《电凝聚与生物处理脱除甘蔗糖蜜酵母废液色素》文中认为糖蜜酵母废液是一种高COD、高色度、高硫酸根以及可生化性差的高难度处理有机废液。其中废液的脱色处理是整个废液处理过程中的难点,目前针对该类废液的脱色处理研究大多集中在现有物化方法的工艺处理、条件优化等方面,效果不大理想。本文采用电凝聚及生物处理方法展开研究,发现铅离子可以通过电中和方式对糖蜜酵母废液色素起到絮凝脱色作用,黑曲霉培养和内电解处理可以达到高效的脱色效果,并对脱色机理和色素处理前后发生的改变及不同处理方式脱除的色素类型进行了初步探索。乙酸铅可作为电凝聚剂脱除糖蜜酵母废液色素。在经过单因素实验和响应面条件优化得到的最优脱色条件为:温度25℃下生石灰调节pH=10、聚丙稀酰胺10mg/L、乙酸铅投量25g/L。最优条件下处理糖蜜酵母废液一级出水原液脱色率可达93.57%。黑曲霉发酵处理糖蜜酵母废液去除色素研究发现,经过黑曲霉发酵处理后的废液在发酵第六天达到最高58.0%的脱色率。其脱色的机理包括两个方面,一是菌体吸附作用吸附色素脱色占据了脱色效果的56.8%;二是菌体酶系催化色素氧化脱色占据了脱色效果的43.2%。其中木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶的最大酶活分别达到:0.327U/ml、22.2U/L、26.8U/L。在黑曲霉处理脱色的进程中,色素光谱蓝移,分子极性增大,并通过薄层色谱分析发现部分条带色素去除但出现新条带色素。黑曲霉及内电解电凝聚联合使用脱除糖蜜酵母废液色素研究发现经过先黑曲霉处理后内电解处理达到的脱色率最高,最高脱色率可达93.2%-96.0%。内电解与黑曲霉处理分别去除了不同的色素,并提高色素极性。内电解处理后的酵母废液再经黑曲霉发酵可以提高黑曲霉的菌体量,并增加菌体产酶。不同波长处脱色率检测表面黑曲对610nm波长附近处的色素去除率较高,而内电解对475nm及610nm处波长附近色素有均等去除效果。

李晶博[3]2010年在《甘蔗汁酒精废液色素提取及特性研究》文中研究说明随着人类社会的发展,人们对于自身保健更加注重,逐渐认识到天然产物的抗氧化性能的重要性。本研究针对甘蔗汁生产能源乙醇后废液中具有抗氧化能力色素的提取及其特性进行了较系统的研究,研究结果为甘蔗汁酒精废液中活性物质的提取及应用提供一定的理论依据和技术支持。以GX-Pigment离子交换纤维和D-101大孔吸附树脂作为交换吸附材料,研究了静态吸附与解吸,对甘蔗汁酒精废液中具有抗氧化能力的色素进行了提取分离。结果表明,选择15 mL 2.32% NaOH和7.5% NaCl混合液/3g离子交换纤维组成洗脱体系得到甘蔗汁酒精废液色素A、10 mL 60%乙醇/1g大孔吸附树脂组成洗脱体系得到甘蔗汁酒精废液色素B。色素A和B的提取率分别为87.94%、73.45%。甘蔗汁酒精废液色素稳定性的研究结果表明,双氧水、维生素C、紫外光、山梨酸钾均可使甘蔗汁酒精废液色素A产生不同程度的褪色,其中以双氧水和维生素C的消色能力最强。双氧水可使甘蔗汁酒精废液色素B褪色。甘蔗汁酒精废液色素B相对于色素A而言,对pH的变化更为敏感。对甘蔗汁酒精废液色素抗氧化活性进行了较系统的研究,发现10.0 mg/mL甘蔗汁酒精废液色素A的DPPH?清除能力、?OH清除能力、还原力分别是对照(1.0 mg/mL的茶多酚)的92.31%、59.27%、34.58%。发现10.0 mg/mL甘蔗汁酒精废液色素B的?OH清除能力是对照的92.53%。1.0 mg/mL甘蔗汁酒精废液色素B的DPPH?清除能力、还原力分别是对照的78.51%和16.78%。在本文研究中,发现2 mmol/L的Fe3+和Cu2+,0.5 mmol/L的Al3+,0.5 g/L的亚硝酸钠分别使甘蔗汁酒精废液色素A的DPPH?清除能力提高了32.38%、31.82%、31.93%和15.89%。紫外光照射下,甘蔗汁酒精废液色素A的清除率呈上升趋势。0.2 g/L的维生素C使甘蔗汁酒精废液色素A和色素B的DPPH?抑制率都达到95%。当Al3+浓度为0.5 mmol/L时,甘蔗汁酒精废液色素B的DPPH?清除能力比未添加Al3+时增加了2.34倍。0.5 g/L的亚硝酸钠、4 mmol/L的Zn2+和Cu2+分别使色素B的DPPH?抑制率提高了31.82%、73.56%和9.57%。甘蔗汁酒精废液色素A中分子量在3000~5000 Da范围内物质含量较高。色素B中较低分子量的物质占有较大比例。甘蔗汁酒精废液色素A和色素B在水溶液中、pH7.0时带负电荷,带电量分别为-28.703、-3.906。经测定,甘蔗汁酒精废液色素A和色素B中黄酮类物质含量分别为10.4 mg芦丁当量/g色素A和41.7 mg芦丁当量/g色素B。甘蔗汁酒精废液色素A和色素B中多酚类物质含量分别为11.24 mg没食子酸当量/g色素A和40.0 mg没食子酸当量/g色素B。

奉灵波[4]2013年在《利用甘蔗糖蜜酒精废液生产腐植酸的研究》文中提出甘蔗糖蜜酒精废液营养丰富,可作为微生物的培养基。腐植酸含有多种活性官能团,应用非常广泛。本研究试图利用甘蔗糖蜜酒精废液生产腐植酸,研究取得的实验结果如下:通过选择培养、紫外光谱法初筛、复筛,从池塘污泥中筛选到一株适合于甘蔗糖蜜酒精废液生长并富产腐植酸的菌株H812。通过对菌株H812进行形态特征及ITS序列分析,初步推测该菌株为曲霉属真菌。通过单因素试验和正交试验优化了甘蔗糖蜜酒精废液浓度和菌株培养条件,实验结果表明,该菌株最适酒精废液浓度为16°Bx,最适培养条件为:时间8d、温度34℃、转速200r/min、初始pH7.0、接种量12%和装液量50mL/250mL在优化的条件下,腐植酸产量为38.12g/L,较优化前提高了1.48倍。经过H812菌株发酵后,甘蔗糖蜜酒精废液的化学需氧量、生物需氧量、锤度、总糖、总氮分别下降了87.12%、70.36%、60.31%、59.03%、46%。通过单因素试验和正交试验优化了腐植酸的提取工艺,实验结果表明,最佳提取工艺参数为:NaOH浓度6mol/L、Na4P2O7浓度0.025mol/L、提取液加入量为35%、温度26℃、时间3h、酸化pH1.5。利用紫外光谱、红外光谱、荧光光谱以及化学方法对腐植酸的性质展开了研究,实验表明生化腐植酸芳香化程度较低、表观分子量小,但其含有更多的脂肪族化合物、蛋白质、多肽等物质,官能团种类较多、醇羟基和甲氧基含量较高、pH值较高,接近中性,絮凝极限很高。

迟茹[5]2013年在《糖蜜酒精废液中酚类色素的提取研究》文中研究表明本文研究了采用NKA-II树脂从糖蜜酒精废液中提取酚类色素的过程,确定最佳的吸附条件并建立吸附过程的热力学和动力学模型,并考察提取的酚类色素与蛋白质的络合能力。研究内容主要有以下几个方面:1.对糖蜜酒精废液酚类色素的粗提取。加入0.25%倍体积的0.1%的絮凝剂,离心沉淀,除去悬浮的胶体和部分杂质;加入浓度为0.5mol/L硫酸调节pH到4.2,离心沉淀,除去一部分离子和蛋白质;向废液中加入0.7倍体积的95%的无水乙醇,摇匀放置12h后取上清液。蒸馏回收乙醇,得到酚类色素的粗提液。2.考察NKA-II树脂提取粗提液中的酚类色素的最佳条件。首先在静态的环境下考察树脂用量、废液温度、pH和反应时间四个因素对废液提取率的影响,选取各因素的最佳范围,通过SPSS分析各因素之间的交互作用,得出NKA-II树脂的最优吸附条件是:温度为30℃、pH为3.8、时间为90min、NKA-II树脂用量为5.5g、粗提液稀释至2.5倍。然后采用离子交换柱进行动态吸附试验,考察了流速、废液量对提取率的影响,得出了NKA-II树脂在动态下吸附的最佳废液用量为0.8mL/g、最佳的流速为0.5mL/min。3.确定吸附过程的类型。对吸附过程中酚类色素浓度的变化与平衡吸附量之间的关系进行热力学的拟合,得到吸附过程符合Langmuir等温线方程,属于平行吸附;对吸附过程中时间与酚类色素的吸附量、平衡吸附量之间的关系进行动力学的拟合,得到吸附的主要控制步骤为液膜扩散和颗粒内扩散、吸附过程符合假二级反应方程,吸附过程主要属于物理吸附。4.考察了温度、pH以及多酚和蛋白质的相对含量对提纯后的多酚类色素与蛋白质络合程度的影响。得到的最佳的络合条件为:蛋白质与酚类色素的比为14:3、pH为3.6、温度为40℃。

赵芯[6]2006年在《利用糖蜜酒精废液生产氨基酸的生物技术研究》文中研究表明糖蜜酒精废液属于高浓度难处理有机废液,废液中含有多种有利于微生物生长的营养物质,废液可生化性高,适于用生化法处理。本文充分采用生化法处理糖蜜酒精废液,利用其中的营养物质,培养回收微生物蛋白,并将微生物蛋白进一步水解处理,获得成品氨基酸。微生物驯化及微生物量影响因素实验表明,利用糖蜜酒精废液驯化可以得到微生物优势菌种;废液培养基及培养温度30℃条件下微生物量最高,可达4.61 g/L;废液单位COD、BOD_5、TOC的微生物量分别为0.268 g/g (COD)、11.92g/g(BOD_5)和0.381g/g(TOC),菌体粗蛋白含量可达54.51%。分别采用酶水解法、酸水解法和碱水解法对微生物蛋白进行水解实验提取氨基酸,实验结果表明:(1)复合蛋白酶水解,氨基酸产量较其它几种水解酶高;利用复合蛋白酶对微生物蛋白水解时,在酶加入量5.5g/150mL,水解温度65℃,pH值5和水解时间5h条件下,氨基酸产生量达到158mg/g(干菌体)。(2)微生物蛋白硫酸水解的最佳条件为水解温度130℃,水解时间1h,液固比6:1,硫酸溶液浓度50%,在此条件下,氨基酸产生量达到57.191 mg/g(干菌体)。(3)氢氧化钠溶液水解微生物蛋白时,在水解温度为90℃、反应时间为2h、氢氧化钠溶液浓度为30%、液固比为50:1的条件下,氨基酸产生量可达39.9mg/g(干菌体)。采用酶水解法比采用酸水解法和碱水解法得到的单位干菌体氨基酸产生量要高的多。水解液脱色实验结果表明,活性炭对水解液脱色效果较好,在脱色温度55℃,脱色时间1h,pH值5,吸附剂用量1.5g/50mL的条件下,氨基酸损失率较低,为2.81%,脱色率可达到88.6%。有机试剂乙醇分离精制氨基酸实验得出,在pH值5,温度-7℃,V(无水乙醇):V(水解液)=9:1,沉淀时间30min的条件下,氨基酸分离率能达到76%。通过以上一系列实验,氨基酸在浓缩干燥后,最终得到复合氨基酸成品,粗制氨基酸成品呈褐色,精制氨基酸成品呈乳白色。

李春海, 滕俊江, 王彩凤, 丁桂坤[7]2011年在《糖蜜酒精废液所含色素及其提取研究现状》文中认为糖蜜酒精废液是利用制糖副产物糖蜜制造酒精所产生的废液,是一个庞大的污染源,对其进行综合治理以保护水资源和生态环境意义重大,在治理的同时回收能源和其他有用的物质,创造经济效益,符合低碳经济的政策和趋势。阐述了糖蜜酒精废液的性质、危害及其处理的现状,介绍了糖蜜酒精废液中的色素组成,以及分离提取糖蜜酒精废液中色素的主要方法。

银星宇[8]2005年在《甘蔗糖蜜酒精废液治理工艺研究》文中研究表明糖蜜酒精废水是一种难降解的废水,是广西糖业综合利用中的瓶颈问题。本文首先综述了甘蔗糖蜜酒精废液治理技术,然后在分析测定了糖蜜酒精废液中主要有机与无机成分的基础上,提出了生物技术结合传统物化法处理糖蜜酒精废液的工艺,进行了糖蜜酒精废液综合治理技术应用问题的探索性研究,为糖蜜酒精废液的治理提供了新思路和新途径。本文的主要内容和结果如下: 实验第一部分,通过单因素、正交实验考察影响酵母菌体蛋白收量的多种因素,得出利用糖蜜酒精废液培养SCP最佳培养条件:废液稀释为3倍,pH值为5.0,NaH_2PO_4·2H_2O的添加量为0.4%,接种量为2%,培养时间为3d,菌体蛋白收量达到最大值。 实验第二部分,对废水进行空气直接好氧曝气和添加活性污泥曝气的实验,结果表明:初始pH为7,曝气时间为40h,加入活性污泥后废水COD去除效果要优于空气直接曝气。 实验第三部分,采用活性炭和硫酸铝进行废水脱色的对比实验。分别对活性炭和硫酸铝的处理研究考察了反应时间、进水pH值、反应温度、投加量对COD去除率和脱色率的影响,得出了脱色实验的最佳条件。 结合上述最佳工艺条件进行培养SCP-曝气-絮凝脱色的小型连续试验,实验结果表明:处理后废液达到较高的COD去除率与脱色率,出水水质可达到国家二级排放标准。

梁欣泉, 罗远潮, 王双飞[9]2007年在《甘蔗糖蜜酒精废液综合治理技术》文中提出本文综述了目前国内外甘蔗糖蜜酒精废液主要的综合治理技术,将其分成几大类型:废液浓缩法、生化处理法、资源化利用方案、以废治废技术、其他新治理技术,并对每类技术的特点、效果等进行评价。

梁欣泉, 罗远潮, 王双飞[10]2006年在《甘蔗糖蜜酒精废液综合治理技术》文中认为本文综述了目前国内外甘蔗糖蜜酒精废液主要的综合治理技术,将其分成几大类型:废液浓缩法、生化处理法、资源化利用方案、以废治废技术和其它新治理技术,并对每类技术的特点、效果等进行评价。

参考文献:

[1]. 甘蔗糖蜜酒精废液色素提取及其特性研究[D]. 吴振强. 华南理工大学. 1997

[2]. 电凝聚与生物处理脱除甘蔗糖蜜酵母废液色素[D]. 陈奔. 华南理工大学. 2014

[3]. 甘蔗汁酒精废液色素提取及特性研究[D]. 李晶博. 华南理工大学. 2010

[4]. 利用甘蔗糖蜜酒精废液生产腐植酸的研究[D]. 奉灵波. 广西大学. 2013

[5]. 糖蜜酒精废液中酚类色素的提取研究[D]. 迟茹. 广西科技大学. 2013

[6]. 利用糖蜜酒精废液生产氨基酸的生物技术研究[D]. 赵芯. 桂林工学院. 2006

[7]. 糖蜜酒精废液所含色素及其提取研究现状[J]. 李春海, 滕俊江, 王彩凤, 丁桂坤. 广东石油化工学院学报. 2011

[8]. 甘蔗糖蜜酒精废液治理工艺研究[D]. 银星宇. 中南大学. 2005

[9]. 甘蔗糖蜜酒精废液综合治理技术[C]. 梁欣泉, 罗远潮, 王双飞. 2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷). 2007

[10]. 甘蔗糖蜜酒精废液综合治理技术[J]. 梁欣泉, 罗远潮, 王双飞. 甘蔗糖业. 2006

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